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文档简介
微点突破6复杂电极反应式的书写电化学计算一、陌生情境下电极反应式的书写1.分析电化学装置的物质变化书写电极反应式(1)确定装置类型原电池:外接用电器、电压表、负载等;电解池:外接电源或题干给出信息;二次电池:放电为原电池、充电为电解池。(2)“四步法”书写电极反应式例1[2024·广西,17(3)]我国科研人员在含Li+的SOCl2溶液中加入I2,提高了Li⁃SOCl2电池的性能。该电池放电时,正极的物质转变步骤如图。其中,I2的作用是;正极的电极反应式为。
答案作催化剂2SOCl2+4Li++4e-S+SO2+4LiCl解析由图可知,I2在反应中被消耗又生成,作催化剂;放电时,正极上SOCl2得到电子发生还原反应转化为S、SO2。2.已知总反应式,书写电极反应式(1)书写三步骤步骤一:根据电池总反应式,标出电子转移的方向和数目(ne-)。步骤二:找出正(阴)、负(阳)极,失电子的电极为负(阳)极;确定溶液的酸碱性。步骤三:写电极反应式。负(阳)极反应:还原剂-ne-氧化产物正(阴)极反应:氧化剂+ne-还原产物(2)书写技巧若某电极反应式较难写出时,可先写出较易的电极反应式,然后根据得失电子守恒,用总反应式减去较易的电极反应式,即可得出较难写出的电极反应式。例2一种“氯介导电化学pH变化”系统可通过调节海水的pH去除海水中的CO2,工作原理:Bi+3AgCl+H2OBiOCl+3Ag+2H++2Cl-。该装置由甲、乙两系统串联而成,可实现充放电的交替运行。甲系统放电时:(1)b电极的电极反应式为。
(2)a电极的电极反应式为。
答案(1)AgCl+e-Ag+Cl-(2)Bi+H2O+Cl--3e-BiOCl+2H+思路分析甲系统放电时,a电极的电极反应式较复杂,但充放电的总反应已给出,b电极的电极反应式很容易书写,则选用“加减法”:二、守恒思想与电化学计算1.电子守恒与电荷守恒(1)电路中转移的电子数=参与电极反应的物质得(失)电子数=电解质溶液中迁移某离子的物质的量×该离子所带电荷数。(2)常用关系式:O2~4e-~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH-~4H+~4nMn+2.易错点——溶液质量变化的计算(1)电极产物的影响,如排出或吸收气体、析出或溶解固体等,使溶液质量减小或增大。(2)离子迁移的影响,当有交换膜存在时,容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是,电解质溶液中某离子迁移的数目不一定等于电极反应式中消耗该离子的数目,也不一定等于电路中转移的电子数目,而应根据上述守恒关系计算。例3盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl。工业上采用如图所示装置进行制备。不考虑溶液体积的变化。回答下列问题:(1)正极反应式为。
(2)负极反应式为。
(3)理论上,当有标准状况下3.36LH2参与反应时,左室溶液质量增加g。
答案(1)NO+3e-+4H+NH3OH+(2)H2-2e-2H+(3)3.3解析含铁的催化电极为正极,电极反应式为NO+3e-+4H+NH3OH+;Pt电极为负极,电极反应式为H2-2e-2H+。(3)结合电极反应:H2-2e-2H+,消耗标况下3.36LH2共转移0.3mol电子,则必有0.3molH+由右室流向左室,同时由NO变成盐酸羟胺(NH3OHCl),结合NO+3e-+4H+NH3OH+可知,参加反应的NO为0.1mol,故左室增加的为0.1molNO和0.3molH+,其质量总和为3.3g。例4我国科学家研发出可充电的非水相镁⁃溴电池,其工作原理如图所示(正、负极区之间的离子选择性膜只允许Mg2+通过;反应前,正、负极区电解质溶液质量相等)。(1)正极的电极反应式:。
(2)当外电路通过0.2mol电子时,正、负极区电解质溶液质量差为。
答案(1)Br3-+2e-3Br-(2解析(2)当外电路通过0.2m
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